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復(fù)雜結(jié)構(gòu) - 聲場耦合系統(tǒng)的響應(yīng)和聲輻射預(yù)測

復(fù)雜結(jié)構(gòu) - 聲場耦合系統(tǒng)的響應(yīng)和聲輻射預(yù)測

一、復(fù)雜結(jié)構(gòu)——聲場耦合系統(tǒng)的響應(yīng)和聲輻射預(yù)測(論文文獻綜述)

劉孔超[1](2021)在《腔體結(jié)構(gòu)振動建模及聲振特性分析》文中研究說明腔體結(jié)構(gòu)及內(nèi)部聲腔構(gòu)成的腔體結(jié)構(gòu)-聲腔耦合系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在汽車、飛機及船舶領(lǐng)域。由于腔體結(jié)構(gòu)-聲腔耦合系統(tǒng)振聲特性對內(nèi)部設(shè)備正常運行及工作人員聲學(xué)環(huán)境具有重要影響,預(yù)測并控制腔體結(jié)構(gòu)-聲腔耦合系統(tǒng)聲振特性具有顯著現(xiàn)實意義。本文針對腔體結(jié)構(gòu)進行振動建模及聲振耦合特性分析,以期為腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)部聲場分布、聲振能量傳遞規(guī)律及聲振耦合機理的獲悉提供可靠的研究基礎(chǔ)和理論參考。本文利用能量法建立三板組合結(jié)構(gòu)、四板組合結(jié)構(gòu)和箱體組合結(jié)構(gòu)等模型組合結(jié)構(gòu)理論模型,并對其模態(tài)及強迫振動響應(yīng)進行數(shù)值分析。考慮結(jié)構(gòu)邊界條件任意性,運用二維改進傅立葉級數(shù)來描述組合結(jié)構(gòu)內(nèi)各板結(jié)構(gòu)彎曲及面內(nèi)振動位移。本文在建立不同組合結(jié)構(gòu)能量函數(shù)時,針對具有不同方向耦合結(jié)構(gòu)建立改進的耦合能,最終結(jié)合Rayleigh-Ritz方法對結(jié)構(gòu)位移內(nèi)未知系數(shù)進行偏導(dǎo)求解,獲得組合結(jié)構(gòu)特征方程。利用有限元法對不同種類組合結(jié)構(gòu)的模態(tài)及振動響應(yīng)進行求解,并將其與本文方法獲得結(jié)果進行對比,良好的比較結(jié)果實本文求解組合結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性的有效性。在腔體結(jié)構(gòu)理論模型的基礎(chǔ)上,考慮彈性結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與聲腔的結(jié)構(gòu)-聲耦合關(guān)系,運用能量原理建立箱體結(jié)構(gòu)-聲腔耦合系統(tǒng)理論模型。采用三維改進傅里葉級數(shù)對聲腔內(nèi)聲壓函數(shù)進行表達,結(jié)合Rayleigh-Ritz對聲振耦合系統(tǒng)能量函數(shù)中所有未知系數(shù)進行求解,最終得到封閉彈性板結(jié)構(gòu)-聲腔耦合系統(tǒng)控制方程。通過將結(jié)構(gòu)-聲耦合系統(tǒng)模型的聲振特性及外部激勵作用下聲振響應(yīng)與有限元方法結(jié)果進行對比,得到良好的對比結(jié)果,證實本文方法預(yù)測封閉彈性板結(jié)構(gòu)-聲腔耦合系統(tǒng)聲振特性的有效性。

蔣圣鵬[2](2020)在《槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)振動控制方法研究》文中認為螺旋槳激勵誘發(fā)的槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)低頻振動是艦船振動與聲輻射的主要來源之一。槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)軸系較長,固有頻率較低;船體抗彎模量小,彎曲振動固有頻率也較低。低頻段的軸系與船體彎曲模態(tài)相近且存在耦合,使得槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)表現(xiàn)出明顯的低頻特性。同時,軸系存在推力軸承、中間軸承、艉管水潤滑軸承、前艉軸承、后艉軸承等眾多支承,且不同軸承支承結(jié)構(gòu)不同而使力學(xué)特性存在差異。因此螺旋槳激勵下的系統(tǒng)振動傳遞路徑多樣,傳遞特性復(fù)雜,給系統(tǒng)振動聲輻射特性分析和振動控制帶來了很大挑戰(zhàn)。本文以槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)為研究對象,圍繞系統(tǒng)耦合振動聲輻射特性、振動控制方法展開研究,主要內(nèi)容包括:(1)采用有限元/邊界元法進行槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)建模,對系統(tǒng)振動傳遞特性和聲輻射特性進行分析,研究軸承參數(shù)對系統(tǒng)振動傳遞特性的影響。發(fā)現(xiàn):減小軸承剛度可降低傳遞力;移動軸承位置使軸承前后軸段的彎曲模態(tài)頻率相等時軸承傳遞力最小;增加軸承數(shù)量可減小傳遞路徑后端軸承傳遞力。以上規(guī)律可為槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和振動控制提供依據(jù)。(2)針對槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)低頻振動,提出了基于遺傳算法的分布式動力吸振器多頻優(yōu)化方法。根據(jù)模態(tài)振型確定分布式動力吸振器的數(shù)量和位置,采用頻響綜合法計算吸振器作用下的系統(tǒng)耦合振動響應(yīng)。以船體艉部表面均方振速為控制目標,采用遺傳算法進行參數(shù)優(yōu)化。結(jié)果表明:優(yōu)化得到的分布式動力吸振器可抑制螺旋槳垂向激勵向船體的傳遞,解決了單頻優(yōu)化參數(shù)應(yīng)用于多頻優(yōu)化時效果變差的問題。同時采用頻響綜合法計算系統(tǒng)振動響應(yīng)可顯著減少參數(shù)優(yōu)化時間。(3)采用隔振裝置、約束阻尼層和阻振質(zhì)量對槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)進行振動控制。隔振裝置剛度根據(jù)對中條件求得,約束阻尼層鋪設(shè)于艉軸架與艉部殼體連接處,阻振質(zhì)量安裝在艉軸架連接板上。結(jié)果表明,隔振裝置對螺旋槳垂向激勵下的系統(tǒng)中低頻振動具有良好控制效果,約束阻尼層可有效抑制中高頻振動,阻振質(zhì)量可限制軸系振動向船體的傳遞。(4)搭建了槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)縮比試驗?zāi)P?模擬螺旋槳激勵對艉部結(jié)構(gòu)振動控制方法進行試驗,試驗結(jié)果與理論計算結(jié)果吻合:軸承座隔振對降低中低頻共振峰值幅值有效;阻振質(zhì)量對限制振動向艉部船體的傳播比較有效;阻尼涂層對抑制中高頻振動峰幅值效果明顯。三種控制措施綜合運用可在降低共振峰幅值的同時抑制高頻寬帶振動,使槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)振動加速度下降6dB以上。

邱正威[3](2020)在《加筋板結(jié)構(gòu)封閉非規(guī)則聲場的耦合特性研究》文中研究表明隨著人們生活水平的提高,無論是民用領(lǐng)域還是工程機械領(lǐng)域都對低噪聲提出了越來越高的要求。在工程中,薄板結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于機械設(shè)備上,其中矩形板是具有代表性的典型結(jié)構(gòu)。由于這些薄板結(jié)構(gòu)容易受到內(nèi)外激勵發(fā)生振動,采用在薄板上添加加強筋的方法,可以提高板的強度和剛度,達到輕量化設(shè)計的目的。例如:汽車,船舶,飛機,火車車廂等。這些結(jié)構(gòu)一般都是由加筋板結(jié)構(gòu)制成,處于流體介質(zhì)中(如空氣、水、油等),當(dāng)機械運轉(zhuǎn)或行駛時在內(nèi)外激勵下發(fā)生振動并與聲場耦合向其內(nèi)、外部輻射出噪聲。因此對加筋板和不規(guī)則封閉聲腔內(nèi)的聲振耦合分析和噪聲控制問題,一直以來是國內(nèi)外研究的熱點。研究加筋板和不規(guī)則封閉聲腔內(nèi)的聲場特性以及聲固耦合規(guī)律,從而實現(xiàn)聲腔內(nèi)噪聲的控制,具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。論文的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點如下:1.首先研究了聲腔形狀由規(guī)則的矩形到有多個傾斜壁面的復(fù)雜聲腔時,聲腔聲場模態(tài)的自由振動特性的變化。研究了不規(guī)則聲腔模態(tài)的自由振動特性與傾斜壁面的位置,個數(shù)和聲腔模態(tài)序數(shù)三個因素之間的關(guān)系。同時,將解析法結(jié)果與有限元法的計算結(jié)果進行比較,驗證理論模型的正確性。2.研究了加筋板在兩種約束的自由振動特性(固支約束和簡支約束),分析了筋條的數(shù)量和布放位置對加筋板的自由振動特性的影響。研究了加筋板的自由振動特性與筋條的數(shù)量,布放位置和加筋板的約束方式之間的關(guān)系。在相同的約束條件下,隨著筋條布放的位置向板的中間靠近,加筋板的低階固有頻率越大且模態(tài)振型改變越明顯。3.對加筋板結(jié)構(gòu)與非規(guī)則封閉聲場間聲振耦合特性進行研究,計算了梯形聲腔與加筋板結(jié)構(gòu)耦合系統(tǒng)的自由振動特性和點力激勵下的動態(tài)響應(yīng)。結(jié)果表明點力到筋的距離與耦合系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)密切相關(guān)。

阮靈輝[4](2020)在《列車激勵下鋼箱結(jié)合梁的振動噪聲研究》文中研究表明近年來,隨著我國軌道交通的快速發(fā)展和橋梁建造技術(shù)的提高,鋼橋越來越多地被應(yīng)用于橋梁建設(shè)中。箱形截面組合梁橋的抗扭剛度很高,具有較強的穩(wěn)定性和較大的剛度,因此目前軌道交通組合橋梁的結(jié)構(gòu)形式主要采用鋼箱結(jié)合梁。相比混凝土橋,鋼箱結(jié)合梁橋的噪聲問題更為突出,而當(dāng)前對該類型橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的研究有限。在此背景下,本文對列車激勵下鋼箱結(jié)合梁橋的振動噪聲開展深入研究。首先,通過建立車輛-軌道系統(tǒng)耦合頻域分析模型模擬列車通過橋梁時產(chǎn)生的激勵。其次,歸納總結(jié)當(dāng)前橋梁結(jié)構(gòu)振動噪聲的預(yù)測方法,提出適于進行鋼箱結(jié)合梁全頻段振動噪聲預(yù)測的模型。而后,以某鋼箱結(jié)合梁節(jié)段模型為對象,基于錘擊試驗對預(yù)測模型的可靠性進行驗證。進一步地,將驗證后的預(yù)測模型進行推廣到某軌道交通40 m鋼箱結(jié)合梁上,結(jié)合車輛-軌道系統(tǒng)耦合頻域分析模型對列車經(jīng)過橋梁時產(chǎn)生的振動和噪聲進行預(yù)測。最后,面向工程實際,分析了軌道減振措施、板厚、板件加勁以及橫向聯(lián)接系等結(jié)構(gòu)參數(shù)對鋼箱結(jié)合梁振動噪聲的影響,為實現(xiàn)該類型橋梁減振降噪提供一定的參考意義。主要結(jié)論如下:(1)列車通過橋梁時,輪軌相互作用力的頻譜特性是決定橋梁結(jié)構(gòu)振動和聲輻射的頻譜特性的主要因素。(2)橋梁結(jié)構(gòu)噪聲傳播具有指向性,導(dǎo)致了:(1)某場點的聲壓級與該場點到橋梁結(jié)構(gòu)的距離并非呈單調(diào)關(guān)系;(2)本研究所考察的所有減振降噪措施對不同空間場點的噪聲影響規(guī)律存在差異。(3)使用彈性扣件和使用鋼彈簧浮置板軌道都能使鋼軌的振動能量在傳遞至橋面板的過程中有效耗散,進而降低橋梁結(jié)構(gòu)的振動聲輻射。對于橋梁跨中截面聲場考察范圍內(nèi)的總聲級而言,采用彈性扣件和鋼彈簧浮置板軌道后分別能達到10.7 d B(A)和39.2~50.1d B(A)的降噪效果。(4)板厚變化對橋梁結(jié)構(gòu)振動聲輻射起到一定的控制作用。經(jīng)對比分析,在滿足結(jié)構(gòu)承載力和合理控制工程造價的前提下,適當(dāng)增加橋面板厚度可以對鋼箱結(jié)合梁起到較好的減振降噪效果。(5)腹板加勁和減小橫隔板間距能通過增大板件的局部剛度和減小幅面尺寸來達到減振降噪的目的。對于橋梁跨中截面聲場考察范圍內(nèi)的總體聲級,采用腹板加勁和減小橫隔板間距后,能達到1.4~2.8 d B(A)的降噪效果。

杜曉飛[5](2020)在《嵌有聲學(xué)黑洞的結(jié)構(gòu)振動與結(jié)構(gòu)聲研究》文中指出聲學(xué)黑洞(Acoustic Black Hole,ABH)結(jié)構(gòu)在寬頻范圍內(nèi)對結(jié)構(gòu)中彎曲波具有聚集和操控效應(yīng),并且由于其結(jié)構(gòu)靈活、易實現(xiàn)的特點使聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)作為一種新型減振降噪方式成為了當(dāng)前振動噪聲領(lǐng)域的一個非常重要的研究熱點。本文綜合運用幾何聲學(xué)法、半解析法以及有限元法等數(shù)值方法,全面、系統(tǒng)地對一維及二維聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)中的彎曲波傳播特性、層合聲學(xué)黑洞梁結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特性及影響機理、嵌有二維聲學(xué)黑洞圓板的隔聲特性及影響機理、嵌有二維聲學(xué)黑洞的板結(jié)構(gòu)-聲腔耦合特性以及聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)在工程中的應(yīng)用等展開了研究。建立了相應(yīng)的彎曲波傳播及層合ABH梁動力學(xué)的理論解析模型以及一系列包含二維ABH結(jié)構(gòu)的聲振耦合有限元模型,詳細分析了ABH參數(shù)及阻尼層對系統(tǒng)動力學(xué)特性和聲振耦合特性的影響規(guī)律,并通過實驗驗證了相關(guān)半解析模型和聲振耦合有限元模型的準確性。本文對于豐富當(dāng)前聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)的研究、揭示ABH參數(shù)對系統(tǒng)動力學(xué)及聲振耦合特性的影響機理以及拓展聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)在工程上的應(yīng)用具有重要的理論意義和較高的應(yīng)用價值。論文完成的主要工作和創(chuàng)新性成果如下:1、采用幾何聲學(xué)近似方法,推導(dǎo)了一維聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)中彎曲波的運動控制方程,并基于得出的一維聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)中彎曲波運動控制方程求得了考慮阻尼層對系統(tǒng)剛度和質(zhì)量影響的帶有截斷的且聲學(xué)黑洞區(qū)域完全覆蓋有阻尼層的一維聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)中的彎曲波反射系數(shù)計算公式,分析了參數(shù)變化對彎曲波反射系數(shù)的影響。結(jié)果表明:當(dāng)一維聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)不粘貼阻尼層時,即使是很小的截斷也能使彎曲波的反射系數(shù)急劇增大;在一維聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)粘貼有全覆蓋的阻尼層材料能夠明顯減小截斷對彎曲波反射系數(shù)的不利影響且阻尼層厚度越厚,越有利于克服截斷對彎曲波聚集效應(yīng)的不利影響。為更直觀地理解ABH結(jié)構(gòu)對彎曲波的聚集效應(yīng),本文建立了分析嵌有二維ABH的方板內(nèi)彎曲波傳播的有限元模型,數(shù)值計算結(jié)果清晰直觀地展示了嵌有二維聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)的方形板內(nèi)彎曲波的傳播過程以及聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)對彎曲波的聚集效應(yīng)。2、提出了一種新型層合聲學(xué)黑洞梁結(jié)構(gòu),其中間層材料為鋁,上下層材料為鋼,基于半解析法首次建立了帶有截斷且考慮阻尼層的不同邊界條件下層合ABH梁的動力學(xué)模型,將一維聲學(xué)黑洞的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)分析模型拓展到了復(fù)合結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。采用墨西哥小波函數(shù)擬合層合ABH梁的位移場,通過有限元法和實驗驗證了所建立的層合ABH梁動力學(xué)模型的準確性,基于所建立的層合ABH梁動力學(xué)模型,系統(tǒng)地分析了阻尼層厚度、阻尼損耗因子以及層合ABH梁材料變化對系統(tǒng)動力學(xué)響應(yīng)的影響,并采用模態(tài)應(yīng)變能法,計算并分析了阻尼層厚度變化對系統(tǒng)模態(tài)損耗因子的影響,揭示了9 k Hz附近,阻尼層厚度達到3 mm時系統(tǒng)振動加速度峰值消失的機理。3、提出了一種嵌有二維聲學(xué)黑洞的圓板結(jié)構(gòu),并分析了擴散聲場入射條件下二維ABH圓板隔聲過程中的聲振耦合效應(yīng)以及板中彎曲波的變化趨勢,通過定義無反射聲學(xué)輻射邊界條件的方法建立了一系列分析嵌有二維ABH圓板聲學(xué)傳遞損失的聲振耦合有限元模型,并建立了測量二維ABH圓板聲學(xué)傳遞損失的實驗平臺,通過實驗對不同材料的ABH圓板和均勻厚度板的聲學(xué)傳遞損失進行測量計算,驗證了所建立的聲振耦合模型和ABH圓板聲學(xué)傳遞損失分析的準確性。系統(tǒng)地分析了ABH直徑、數(shù)量以及截斷厚度和阻尼層厚度變化對嵌有二維ABH圓板聲學(xué)傳遞損失的影響,并討論了擴散聲場激勵下阻尼層對ABH圓板隔聲性能的影響與機械力激勵下阻尼層對系統(tǒng)振動衰減或降低聲輻射影響的不同現(xiàn)象。4、推導(dǎo)了固支邊界條件下彈性板-矩形聲腔聲振耦合方程,給出了固支彈性板的振動速度和矩形聲腔內(nèi)的聲壓的求解方法。建立了嵌有二維聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)的彈性板組成的板-聲腔耦合有限元模型,基于聲模態(tài)理論,研究了嵌有二維聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)的彈性板組成的板-聲腔耦合系統(tǒng)的聲腔以及矩形聲腔聲模態(tài)的區(qū)別,分析了ABH結(jié)構(gòu)對聲腔聲模態(tài)的影響。計算了兩個聲振耦合系統(tǒng)聲振耦合模態(tài),得到嵌有二維ABH的彈性板組成的板-聲腔耦合系統(tǒng)和矩形板-聲腔耦合系統(tǒng)的各階聲振耦合頻率,比較了二維ABH結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)聲振耦合模態(tài)的影響。計算了嵌有二維ABH結(jié)構(gòu)的彈性板組成的板-聲腔耦合系統(tǒng)的聲腔以及矩形聲腔表面的聲壓分布,并選取聲腔內(nèi)四個監(jiān)測點研究二維ABH結(jié)構(gòu)對聲腔內(nèi)聲壓分布的影響;建立粘貼有阻尼層的二維ABH板-聲腔耦合有限元模型并研究了阻尼層對嵌有二維ABH結(jié)構(gòu)的彈性板組成的板-聲腔耦合系統(tǒng)聲腔內(nèi)聲壓的影響。5、探索了聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)在風(fēng)冷式冰箱減振降噪中的應(yīng)用。通過振動噪聲測試得到了壓縮機表面、壓縮機底腳和對應(yīng)的支撐板連接處、冰箱背面外壁的振動加速度頻譜以及冰箱背面外壁輻射聲1/3倍頻程頻譜,并運用相干性理論分析確定了引起冰箱箱體結(jié)構(gòu)輻射噪聲的主要振動源。建立了嵌入二維聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)且在ABH區(qū)域覆蓋有阻尼層的的壓縮機支撐板有限元模型,通過振動模態(tài)和響應(yīng)分析并設(shè)定監(jiān)測點研究了二維ABH和阻尼層的綜合作用對冰箱關(guān)鍵部件振動特性的影響。結(jié)果表明,二維ABH結(jié)構(gòu)和阻尼層能夠抑制壓縮機產(chǎn)生的1390.6 Hz、2087.5 Hz、2260.9 Hz下的振動由支撐板向冰箱箱體進行傳遞,進而可以抑制1250 Hz、2000 Hz、2500 Hz頻率下冰箱背面外壁輻射聲。

趙文暢[6](2019)在《基于快速多極邊界元的聲學(xué)及聲振拓撲優(yōu)化設(shè)計》文中研究指明結(jié)構(gòu)振動是噪聲污染的主要來源,由此引發(fā)了工程界對減振降噪問題的重視。為了獲得有效的減振降噪設(shè)計,常用手段包括結(jié)構(gòu)拓撲設(shè)計、阻尼設(shè)計和吸聲材料等。但在實際工程應(yīng)用中存在著諸多限制,對這些處理手段提出了很高的設(shè)計要求。為了保證設(shè)計方案在限制條件下能夠達到最佳性能,拓撲優(yōu)化這一工具成為了許多工程師的首要選擇。本論文圍繞減振降噪這一工程目的,對結(jié)構(gòu)聲學(xué)耦合系統(tǒng)的拓撲優(yōu)化方法開展研究,為振動結(jié)構(gòu)的減振降噪提供理論基礎(chǔ)。得益于在外聲場分析中所具有的諸多優(yōu)勢,邊界元方法這一數(shù)值方法成為預(yù)報外聲場噪聲水平的有力工具。在噪聲水平準確預(yù)示的基礎(chǔ)上,最終形成了結(jié)構(gòu)表面吸聲材料分布優(yōu)化和結(jié)構(gòu)組成材料分布優(yōu)化等優(yōu)化設(shè)計模型,能夠有效降低振動結(jié)構(gòu)向外輻射或者有效降低特定區(qū)域的噪聲水平。本文的主要內(nèi)容包括四部分:基于聲學(xué)邊界元的聲輻射和聲散射分析。為了克服外聲場分析中虛假本征頻率問題,本文使用Burton-Miller方法,聯(lián)立兩個獨立的邊界元積分方程求解外聲場問題。Burton-Miller方法會面臨超奇異積分的處理問題,為計算帶來一定困難。本文在Cauchy主值積分和Hadamard有限部分積分的基礎(chǔ)上,給出了適用于任意二維高階單元的奇異積分處理方法。另一方面,邊界元方法受制于系數(shù)矩陣為滿陣這一缺點,通常只能用于小規(guī)模問題分析,難以滿足大規(guī)模工程問題的分析需求。本文采用快速多極算法加速邊界元系數(shù)矩陣和任意向量之間的相乘運算,然后結(jié)合迭代求解算法形成了快速多極邊界元方法,最終實現(xiàn)了對邊界元系統(tǒng)方程的高效求解,所發(fā)展的程序能夠在個人電腦上輕易求解具有數(shù)十萬甚至上百萬未知量的大規(guī)模問題。進而,本文對已有的快速多極算法進行有效變換,使其具有加速求解伴隨方程的能力,這是本文創(chuàng)新部分重要的一點。伴隨方程通常以邊界元系統(tǒng)方程的轉(zhuǎn)置形式存在,在常規(guī)聲場分析中并不常見,但是在聲學(xué)拓撲優(yōu)化的靈敏度分析中卻發(fā)揮著重要作用。因此,對此類方程進行加速最終能夠顯著提高聲學(xué)拓撲優(yōu)化的計算效率?;谟邢拊瓦吔缭穆曊耨詈戏治觥hb于邊界元方法在外聲場分析中的諸多優(yōu)勢,將其和結(jié)構(gòu)有限元方法結(jié)合起來就能夠?qū)Y(jié)構(gòu)振動輻射問題進行分析求解。本文同時考慮了結(jié)構(gòu)和聲場之間的雙向耦合作用,最終形成了聲振強耦合分析系統(tǒng)。為了保證耦合系統(tǒng)的求解效率,首先消除結(jié)構(gòu)自由度,求解得到聲場聲壓值,然后將其代回到耦合系統(tǒng)中就可以獲得結(jié)構(gòu)響應(yīng)結(jié)果。將快速多極算法引入到有限元和邊界元耦合方法中,形成了有限元和快速多極邊界元算法,具備分析大規(guī)模聲振耦合問題的能力。基于聲輻射模態(tài)分析和聲振耦合分析結(jié)果,可以構(gòu)造出非負聲強這一特殊的物理量,能夠準確有效地表征結(jié)構(gòu)表面對遠場輻射的貢獻程度,為結(jié)構(gòu)輻射控制提供簡潔有效的依據(jù)。聲振耦合系統(tǒng)拓撲優(yōu)化方法的建立。在變密度法的基礎(chǔ)上,本文建立了一套適用于聲振耦合系統(tǒng)的拓撲優(yōu)化模型。該模型能夠改變結(jié)構(gòu)材料的分布,來達到降低整個系統(tǒng)向外輻射聲功率水平的設(shè)計目的,從而為水下振動結(jié)構(gòu)的輻射噪聲控制提供一套有效的數(shù)值分析工具。針對結(jié)構(gòu)和聲場雙向強耦合系統(tǒng),采用伴隨變量法,建立了適用于任意目標函數(shù)的靈敏度計算方法,最終形成了適用于聲振耦合系統(tǒng)的拓撲優(yōu)化模型。為了提高拓撲優(yōu)化的整體效率,使用快速多極算法同時加速響應(yīng)分析以及優(yōu)化中的靈敏度計算,顯著降低了內(nèi)存使用量。最后,結(jié)合漸近移動算法和計算得到的靈敏度信息,能夠有效求解該優(yōu)化模型?;谕負鋬?yōu)化的結(jié)構(gòu)表面多孔吸聲材料分布設(shè)計方法的發(fā)展。忽略結(jié)構(gòu)彈性變形,采用邊界元法和對結(jié)構(gòu)表面吸聲材料的分布進行優(yōu)化設(shè)計。使用Delany-Bazley-Miki經(jīng)驗?zāi)P偷玫蕉嗫撞牧细采w結(jié)構(gòu)表面的局部阻抗邊界條件,從而模擬吸聲材料的吸聲特性?;赟IMP變密度拓撲優(yōu)化方法,建立以吸聲材料單元相對密度為設(shè)計變量,吸聲單元人工密度為設(shè)計變量,參考面聲壓值最低或者吸聲材料吸收能量最大化為設(shè)計目標的拓撲優(yōu)化模型,使用邊界元法進行靈敏度計算,并且借助于快速多極算法對靈敏度分析進行加速計算,最終使用漸近移動算法求解優(yōu)化模型。由于采用了快速多極算法同時加速了聲場分析和靈敏度分析的計算,該拓撲優(yōu)化模型可用來優(yōu)化自由度較多的問題。本文在聲學(xué)邊界元及有限元和邊界元耦合的分析模型基礎(chǔ)上,建立了兩類基本的優(yōu)化模型,前者能夠優(yōu)化振動結(jié)構(gòu)的材料分布,能夠有效降低振動結(jié)構(gòu)向外輻射;而后者則能夠優(yōu)化結(jié)構(gòu)表面吸聲材料的分布,提高吸聲材料的吸聲效果,最終為噪聲控制提供理論依據(jù)。

米永振[7](2019)在《聲學(xué)超材料-聲腔耦合系統(tǒng)振-聲學(xué)特性研究》文中認為聲學(xué)超材料通過在亞波長物理尺度上進行人工微結(jié)構(gòu)有序設(shè)計,獲得了低頻禁帶、負折射、反常透射等超常力學(xué)或聲學(xué)性能,表現(xiàn)出極為豐富的物理內(nèi)涵?;诼晫W(xué)超材料的封閉聲腔噪聲控制是聲學(xué)超材料應(yīng)用探索的重要方向,也是當(dāng)前國內(nèi)外聲學(xué)超材料研究領(lǐng)域的熱點問題。明確聲學(xué)超材料-封閉聲腔耦合作用機理是提升聲學(xué)超材料壁板抑振隔聲性能的前提條件,也是聲學(xué)超材料-聲腔耦合系統(tǒng)振-聲學(xué)特性研究中的關(guān)鍵基礎(chǔ)問題。本文以聲學(xué)超材料-聲腔耦合系統(tǒng)為研究對象,建立了耦合系統(tǒng)振-聲學(xué)特性的高效計算方法,在確定及不確定兩種條件下研究了聲學(xué)超材料與封閉聲腔之間的耦合作用規(guī)律。以此為指導(dǎo),提出了輕質(zhì)低頻聲學(xué)超材料設(shè)計方案,并通過試驗測試和工程應(yīng)用驗證了聲學(xué)超材料對封閉聲腔內(nèi)部噪聲的控制效果。本文主要研究內(nèi)容和研究結(jié)論包括:(1)基于能量泛函變分原理和正交多項式展開方法,提出了聲學(xué)超材料-聲腔耦合系統(tǒng)振-聲學(xué)特性的高效計算方法。將等幾何變換引入耦合系統(tǒng)物理域至參數(shù)域的坐標映射,實現(xiàn)了任意形狀聲腔能量泛函的直接建立。在能量解法的基礎(chǔ)上,利用耦合系統(tǒng)不確定參數(shù)的局域化分布特征,提出了局部不確定性量化與傳遞分析方法。數(shù)值算例表明,能量解法具有較高的計算精度和效率,同時具有較快的收斂速度和良好的幾何適應(yīng)性。局部不確定性方法分析顯著提高了聲學(xué)超材料不確定性分析效率,同時取得了與蒙特卡洛模擬一致的分析精度。(2)針對聲學(xué)超材料“單板背腔”耦合系統(tǒng),計算了平板的均方振速、聲腔的均方聲壓、平板的輻射聲功率及指向性;針對聲學(xué)超材料“雙板夾腔”耦合系統(tǒng),計算了不同入射角度、聲腔深度、局域共振單元布置形式下的聲透射損失?;谏鲜雎曊耥憫?yīng)的變化規(guī)律,歸納了聲學(xué)超材料與封閉聲腔之間的耦合作用機理,研究了改善低頻吻合透聲所致雙板隔聲低谷的方法。結(jié)果表明,聲學(xué)超材料-聲腔耦合系統(tǒng)的振-聲學(xué)特性受到局域共振效應(yīng)和低頻吻合效應(yīng)的共同調(diào)控,而通過合理設(shè)計和排布局域共振單元可顯著提高聲學(xué)超材料的抑振、隔聲性能。(3)設(shè)計了懸臂梁形式、亞克力質(zhì)地的局域共振單元,加工了鋼板混凝土隔聲箱,制造了聲學(xué)超材料“單板背腔”和“雙板夾腔”耦合系統(tǒng)樣件。對耦合系統(tǒng)的振-聲學(xué)特性開展試驗研究,測試了“單板背腔”耦合系統(tǒng)的全板振速、箱內(nèi)聲壓及輻射聲功率、聲插入損失,同時采用“混響室-消聲室”法測試了“雙板夾腔”耦合系統(tǒng)的聲透射損失。測試結(jié)果符合理論預(yù)測,驗證了所提出的聲學(xué)超材料-聲腔耦合作用機理。特別是全板振速的波數(shù)變換圖像顯示彈性波波數(shù)圓與聲波波數(shù)圓在帶隙后重合,有力地證明了低頻吻合效應(yīng)的存在。(4)面向航空艙室噪聲控制需求,提出了聲學(xué)超材料的設(shè)計流程和局域共振單元的設(shè)計原則。為解決單元附加質(zhì)量與航空增重限制之間的矛盾,將慣性放大機構(gòu)與普通懸臂梁式共振單元結(jié)合,設(shè)計了慣性放大懸臂梁式共振單元,并對其帶隙特性進行了數(shù)值分析和試驗驗證。結(jié)果表明,通過慣性放大比及杠桿-懸臂梁連接位置的組合調(diào)整,慣性放大共振單元取得了遠大于普通共振單元的調(diào)諧范圍。將其周期附加于某型號直升機駕駛室頂板時,可顯著抑制直升機的低、中頻艙內(nèi)噪聲,抑制效果對不確定條件有良好的適應(yīng)性。本文從理論建模、數(shù)值計算、特性分析、試驗測試和工程應(yīng)用五個方面對聲學(xué)超材料-聲腔耦合系統(tǒng)的振-聲學(xué)特性進行了深入研究,揭示了聲學(xué)超材料-聲腔耦合作用機理,豐富和發(fā)展了聲學(xué)超材料的振-聲學(xué)理論。同時,本文總結(jié)了面向艙室降噪的聲學(xué)超材料設(shè)計指南,提出了輕質(zhì)低頻聲學(xué)超材料設(shè)計方案,對實現(xiàn)聲學(xué)超材料的輕量化和實用化具有重要的工程意義。

吳彼[8](2019)在《面向振動和聲學(xué)響應(yīng)的自由阻尼結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化》文中提出薄壁構(gòu)件廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天和船舶等行業(yè)。在汽車內(nèi)部空間、飛機機艙和船舶船艙等腔體中,薄壁構(gòu)件在受到激勵時容易產(chǎn)生振動,結(jié)構(gòu)的振動還會使腔內(nèi)介質(zhì)產(chǎn)生壓縮和伸張運動,進而引起聲波在介質(zhì)中傳播,同時聲波也以壓力載荷的形式作用于結(jié)構(gòu),形成結(jié)構(gòu)-聲場耦合系統(tǒng)。在薄壁構(gòu)件的表面敷設(shè)一層阻尼材料形成自由阻尼結(jié)構(gòu),能有效抑制結(jié)構(gòu)振動和噪聲,但也會增加結(jié)構(gòu)質(zhì)量和生產(chǎn)成本。為了在保證輕量化的同時,提升阻尼材料在自由阻尼結(jié)構(gòu)及其聲場耦合系統(tǒng)中的減振降噪效果,引入拓撲優(yōu)化方法獲取自由阻尼結(jié)構(gòu)中阻尼材料的最優(yōu)布局。傳統(tǒng)有限元法求解耦合系統(tǒng)的中頻聲學(xué)響應(yīng)時,會使得模型規(guī)模迅速增加,導(dǎo)致計算成本過高,嚴重影響拓撲優(yōu)化效率。本文針對變密度拓撲優(yōu)化方法的數(shù)值過濾技術(shù)進行研究,提出了一種基于密度梯度修正的密度過濾法;構(gòu)造了綜合模態(tài)損耗因子,實現(xiàn)了自由阻尼結(jié)構(gòu)在一定頻率范圍內(nèi)的減振拓撲優(yōu)化;基于混合有限元-波函數(shù)法,實現(xiàn)了以耦合系統(tǒng)聲學(xué)響應(yīng)為優(yōu)化目標的自由阻尼板-聲場耦合系統(tǒng)拓撲優(yōu)化方法。論文的主要研究內(nèi)容如下:(1)對變密度拓撲優(yōu)化方法中的密度過濾法進行改進,提出了基于密度梯度修正的密度過濾法。相較于原密度過濾法,增加了含有單元相對密度梯度信息的權(quán)函數(shù)項,利用梯度信息識別結(jié)構(gòu)邊界,通過權(quán)函數(shù)項修正結(jié)構(gòu)邊界處的過濾效果。數(shù)值仿真結(jié)果表明,基于密度梯度修正的密度過濾法能夠有效抑制結(jié)構(gòu)優(yōu)化后出現(xiàn)的“灰度單元”,獲得邊界清晰的拓撲優(yōu)化結(jié)果,加快優(yōu)化問題收斂。(2)基于自由阻尼板件結(jié)構(gòu)的本構(gòu)關(guān)系和能量原理,建立了自由阻尼板有限元模型,并通過實驗進行了模型驗證。利用有效模態(tài)質(zhì)量比作為模態(tài)損耗因子的加權(quán)系數(shù),構(gòu)造了綜合模態(tài)損耗因子,以描述結(jié)構(gòu)阻尼在一定頻率范圍內(nèi)的耗能能力。(3)構(gòu)建了自由阻尼板件結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化模型,并采用基于密度梯度修正的密度過濾,對阻尼材料的布局進行了優(yōu)化。數(shù)值仿真結(jié)果表明,針對自由阻尼板件結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化問題,基于密度梯度修正的密度過濾法能得到清晰的阻尼材料布局,大幅減少了迭代步數(shù);與以最大化模態(tài)損耗因子為優(yōu)化目標的自由阻尼板件結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化相比,以綜合模態(tài)損耗因子為目標函數(shù)時,自由阻尼板能在一定頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)良好的減振效果。(4)基于混合有限元-波函數(shù)法,建立了設(shè)計域(自由阻尼板)的有限元模型和非設(shè)計域(聲場)的波函數(shù)模型,并通過數(shù)值仿真驗證了混合有限元-波函數(shù)法的計算精度和收斂性,相較于同等精度的有限元模型,混合有限元-波函數(shù)模型計算成本更低。以耦合系統(tǒng)的中低頻聲學(xué)響應(yīng)為目標函數(shù),構(gòu)建了自由阻尼結(jié)構(gòu)-聲場耦合系統(tǒng)的拓撲優(yōu)化模型,并采用伴隨向量法推導(dǎo)了耦合系統(tǒng)聲壓響應(yīng)對拓撲優(yōu)化設(shè)計變量的靈敏度。數(shù)值仿真和實驗結(jié)果表明,自由阻尼板-聲場耦合系統(tǒng)拓撲優(yōu)化后的阻尼材料布局能有效降低目標頻率處的聲壓幅值,與基于有限元模型的優(yōu)化結(jié)果相比,基于混合有限元-波函數(shù)模型的拓撲優(yōu)化結(jié)果有良好的一致性,且具有更高的優(yōu)化效率。

周龍龍[9](2019)在《車內(nèi)結(jié)構(gòu)耦合噪聲的預(yù)測分析及多目標優(yōu)化》文中認為隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的發(fā)展,研發(fā)者更加注重車輛舒適性的研究,舒適性已成為消費者心中一個評價車輛的重要參數(shù),而車輛NVH性能則對車輛舒適性有著決定性作用。各大汽車制造商也加大對車輛NVH研發(fā)的投入,車室低頻噪聲是車輛NVH的重要組成成分且嚴重影響了乘坐舒適性,車身結(jié)構(gòu)受到激勵容易引發(fā)低頻輻射噪聲,嚴重破壞車室環(huán)境。因此,如何快速找到車內(nèi)低頻耦合噪聲的根源,對主要噪聲影響部件進行優(yōu)化設(shè)計,以及對車內(nèi)低頻噪聲特性分析,具有較強實際意義。本文以有限元法建立起車室聲固耦合有限元模型,對車內(nèi)結(jié)構(gòu)耦合噪聲進行預(yù)測分析,提出板件聲學(xué)綜合貢獻量系數(shù)找出需優(yōu)化板件,完成實驗設(shè)計與板件優(yōu)化設(shè)計,形成一套能預(yù)測分析車內(nèi)低頻噪聲特性和有效降低車室低頻噪聲的方法。論文主要工作如下:(1)建立起車身結(jié)構(gòu)、車室聲腔和聲-固耦合的有限元模型,基于模態(tài)理論依次進行車身結(jié)構(gòu)模態(tài)分析、聲腔聲學(xué)模態(tài)分析、聲-固耦合系統(tǒng)模態(tài)分析。分析得到車身結(jié)構(gòu)模態(tài)中存在較多局部模態(tài),且集中在前門板、頂棚和后門板處;聲腔模態(tài)的振型層次分明,振型較強烈出現(xiàn)在地板、頂棚和前圍板的周圍;耦合系統(tǒng)的模態(tài)分布密集,易與整車部件發(fā)生共振。(2)針對車室噪聲的形成機理進行分析,已知發(fā)動機激勵,基于聲學(xué)耦合有限元法對車內(nèi)結(jié)構(gòu)耦合噪聲進行預(yù)測,分析車內(nèi)低頻噪聲的特性。得到車內(nèi)目標點的頻響曲線大體一致,主要聲壓峰值出現(xiàn)在頻率72Hz、134.1Hz和183.9Hz處,車內(nèi)聲壓分布與板件振動速度和耦合模態(tài)有很大相關(guān)性。(3)由分析得出的峰值頻段,結(jié)合部件劃分的20塊車身板件,對目標點聲學(xué)響應(yīng)進行板件貢獻量計算分析。得出在同一頻率下兩目標點較大正貢獻量的板件有很多是一樣的,其中在72Hz處,板件17號(車室右側(cè)門板)、7號(車室地板中部)、12號(車室左側(cè)門板)對兩目標點聲壓正貢獻量都較大。同一板件在不同頻率下對目標點既是最大正貢獻量也是最小負貢獻量。在此考慮到目標點權(quán)重與噪聲水平系數(shù)提出板件聲學(xué)綜合貢獻量系數(shù),計算得到綜合貢獻量較大的板件有:車室地板中部、右前車門玻璃、車室地板前部、后門板、車室右側(cè)門板、車室后門玻璃、前圍板。這為后面試驗設(shè)計找到了設(shè)計因子。(4)利用最優(yōu)拉丁超立方設(shè)計法對上述七塊板件的厚度在設(shè)計空間內(nèi)抽取50組樣本點,在有限元軟件中相應(yīng)的計算出車身質(zhì)量、車身結(jié)構(gòu)第17階模態(tài)頻率、兩目標點的聲壓均方根值并作為輸出響應(yīng),基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法建立起近似模型。抽取十組樣本點完成誤差分析,誤差值均較小,說明建立起的近似模型具有高精確度,滿足工程要求,可代替有限元模型進行優(yōu)化。(5)根據(jù)建立的近似模型,將車身質(zhì)量和兩目標點聲壓均方根值最小作為優(yōu)化目標,以車身第17階模態(tài)頻率大于50Hz為約束條件,以板件綜合貢獻量較大的七塊板件厚度為設(shè)計變量。使用帶精英策略的非支配排序遺傳算法(NSGA-II)在設(shè)計空間內(nèi)進行多目標優(yōu)化。將板件優(yōu)化參數(shù)帶入有限元中計算出響應(yīng)并進行誤差分析,得到近似模型與有限元模型的響應(yīng)誤差均小于2%,說明優(yōu)化結(jié)果具有可靠性。分析優(yōu)化結(jié)果得到,兩目標點的聲壓均方根值分別下降3.57dB(A)和6.91dB(A),在72Hz處,兩目標點的聲壓峰值分別下降3.06dB(A)和4.83dB(A),在聲壓峰值頻段134.1Hz與183.9Hz處的聲壓峰值均有下降,整體聲壓均方根值都有降低,車身質(zhì)量減輕了12.167Kg,車室低頻結(jié)構(gòu)耦合噪聲得到有效控制,同時也達到車身輕量化的要求。同時也證明建立徑向基神經(jīng)近似模型,運用NSGA-II算法實現(xiàn)板件厚度優(yōu)化降低車室結(jié)構(gòu)耦合噪聲方案的可靠性和有效性。

張睿[10](2019)在《水下圓柱殼內(nèi)外聲場耦合特性研究》文中進行了進一步梳理聲隱身性是水下艦艇發(fā)揮自身機動突襲作用的基本保證,艦艇輻射噪聲水平直接影響其生存力和戰(zhàn)斗力。機械噪聲作為水下艦艇低速巡航時最主要的輻射噪聲源,其產(chǎn)生一方面是由于艇內(nèi)機械設(shè)備通過支撐件、基座、浮筏等隔振系統(tǒng)激勵艇體振動向水中輻射噪聲,另一方面是機械設(shè)備作為聲源直接向艇內(nèi)輻射空氣噪聲并通過艇體結(jié)構(gòu)透射引起水下輻射噪聲。以往對機械噪聲的研究主要集中在機械設(shè)備作為力激勵源引起結(jié)構(gòu)的振動和聲輻射特性,而忽略機械設(shè)備引起艙室內(nèi)部空氣噪聲的變化與水下輻射噪聲之間的關(guān)系。而事實上,艙室空氣噪聲中蘊含著大量艦艇內(nèi)部機械設(shè)備運轉(zhuǎn)的噪聲信息和艇體結(jié)構(gòu)自身的振動信息,部分空氣噪聲則會透過艇體結(jié)構(gòu)引起水下輻射噪聲。由于水下艦艇內(nèi)部機械設(shè)備密度大、艙室空間狹窄,極大地增強了艙室空氣噪聲的強度,尤其當(dāng)艦艇處于低速航行狀態(tài)或隱蔽狀態(tài)時,艙室內(nèi)空氣噪聲引起的水下透射噪聲與艦艇自身的聲隱身性密切相關(guān)。而隨著安靜型機電設(shè)備和減振隔振技術(shù)的發(fā)展和運用,艙室空氣噪聲引起水下輻射噪聲的問題愈發(fā)突顯出來,成為水下艦艇聲學(xué)設(shè)計不可忽略的問題。針對水下艦船艙室噪聲引起的水下輻射噪聲問題,本文開展了水下圓柱殼內(nèi)外聲場的噪聲傳遞特性研究,結(jié)合圓柱殼內(nèi)聲場空間分布特性和結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)規(guī)律,分頻段建立了殼體結(jié)構(gòu)內(nèi)外聲場噪聲傳遞模型;在噪聲傳遞模型的基礎(chǔ)上,研究了力源激勵、聲源激勵及其混合激勵下艙室結(jié)構(gòu)內(nèi)外聲場分布特性,計算分析了大型機械設(shè)備作為體積源的指向性和表面聲散射影響,分析了不同類型噪聲源對殼體內(nèi)外噪聲的貢獻規(guī)律;進一步建立了非規(guī)則內(nèi)部空間的殼體聲透射理論模型,開展了大量機械設(shè)備占據(jù)艙室內(nèi)部空間情況下聲透射特性研究,分析了設(shè)備占據(jù)內(nèi)部空間大小對內(nèi)外聲場及噪聲傳遞的影響;最后開展了艙段模型內(nèi)外聲場特性與輻射噪聲預(yù)報水池試驗,利用試驗驗證了復(fù)雜激勵下殼體內(nèi)外聲場特性主要結(jié)論的可靠性,并基于艙段模型內(nèi)聲場的監(jiān)測對外輻射噪聲進行預(yù)報,驗證殼體結(jié)構(gòu)內(nèi)外聲場噪聲傳遞模型的有效性。本文的具體研究內(nèi)容如下:1、圓柱殼內(nèi)外噪聲傳遞特性研究:殼體內(nèi)聲場特性和結(jié)構(gòu)聲振響應(yīng)是圓柱殼內(nèi)外噪聲傳遞的兩個重要方面。從圓柱殼內(nèi)部聲場特性出發(fā),研究殼體結(jié)構(gòu)內(nèi)聲場簡正模態(tài)密度,根據(jù)模態(tài)密度函數(shù)分別用簡正模式理論和擴散聲場理論分析不同頻段封閉空間聲場特性,其中簡正模式理論適合低頻段的聲場模型,而在中高頻段可以采用擴散聲場理論進行分析。對于殼體振動響應(yīng),基于Donnell薄殼振動方程和Helmholz方程推導(dǎo)了殼體結(jié)構(gòu)被激振動方程,闡述了薄殼理論在高頻段計算的局限性,并進而給出殼體結(jié)構(gòu)的板近似模型。在上述結(jié)論的基礎(chǔ)上,進一步結(jié)合不同頻段殼體內(nèi)聲場特性和結(jié)構(gòu)聲振響應(yīng)特性,提出了根據(jù)殼體結(jié)構(gòu)環(huán)頻分頻段對殼體內(nèi)外噪聲傳遞進行建模,并分析了殼體結(jié)構(gòu)在不同頻段噪聲傳遞特性,明確了在環(huán)頻以下,圓柱殼內(nèi)聲場模態(tài)和殼體振動模態(tài)之間的耦合關(guān)系主導(dǎo)其結(jié)構(gòu)的聲透射特性;在環(huán)頻以上,殼體結(jié)構(gòu)的隔聲質(zhì)量對聲透射特性起主要作用。2、不同激勵方式對圓柱殼內(nèi)外聲場的影響:根據(jù)殼體結(jié)構(gòu)聲透射模型,研究激勵方式對殼體內(nèi)外聲場的影響。本文將殼體結(jié)構(gòu)內(nèi)部噪聲源分別力源激勵和聲源激勵兩類,分別以局部力和分布力的作用形式加載到殼體結(jié)構(gòu)內(nèi)表面,對比分析了不同激勵方式下殼體內(nèi)聲場特性、結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)和外輻射噪聲特性的區(qū)別,并討論了混合激勵下不同激勵方式對殼體內(nèi)外噪聲的貢獻,發(fā)現(xiàn)了殼體的振動響應(yīng)更容易反映力源激勵下殼體的振動信息,而殼體結(jié)構(gòu)內(nèi)聲場的強弱對聲源激勵強弱更敏感;對激勵源進行了詳細分類研究,闡述了線力源、面力源、偶極子聲源、四極子聲源等復(fù)雜激勵對殼體內(nèi)外聲場的影響;針對大型機械設(shè)備,提出了一種具有空間分布及指向性的體積源激勵下聲透射建模方法,揭示了體積源指向性及表面聲散射作用對聲透射的影響。3、非規(guī)則內(nèi)部空間對圓柱殼內(nèi)外聲場的影響:針對艦艇內(nèi)部設(shè)備眾多,占據(jù)艙室空間這一問題,本文在Donnell薄殼理論模型基礎(chǔ)上,結(jié)合集成模態(tài)法,提出了考慮設(shè)備空間占據(jù)的非規(guī)則內(nèi)部結(jié)構(gòu)的殼體聲透射模型,理論分析了機械設(shè)備空間占據(jù)改變了聲腔模態(tài)振型和對應(yīng)的聲腔共振頻率,進而影響了聲腔模態(tài)與殼體振動模態(tài)的耦合關(guān)系,對通過改變內(nèi)部機械設(shè)備的體積,數(shù)值計算不同機械設(shè)備空間占據(jù)下,圓柱殼內(nèi)外聲場的變化,給出了其對內(nèi)外聲場噪聲傳遞的影響,并研究了機械設(shè)備容積與圓柱殼水下輻射噪聲指向性之間的關(guān)系。4、開展相關(guān)試驗研究:為了驗證水下圓柱殼結(jié)構(gòu)內(nèi)外噪聲傳遞模型的有效性及不同類型噪聲源對殼體內(nèi)外聲場的貢獻規(guī)律,在消聲水池開展了艙段模型內(nèi)外聲場特性與輻射噪聲預(yù)報試驗研究。采用激振器和音箱分別進行單機和組合激勵殼體振動引起艙段模型內(nèi)部空氣噪聲及外部水下輻射噪聲,利用艙段內(nèi)壁面附近的傳聲器和外壁面附近的水聽器驗證艙段模型結(jié)構(gòu)內(nèi)外聲場噪聲傳遞模型的有效性,進一步結(jié)合艙段內(nèi)壁面的加速度傳感器,通過研究復(fù)雜激勵下殼體結(jié)構(gòu)內(nèi)外噪聲之間的關(guān)系,驗證了不同激勵方式對殼體結(jié)構(gòu)內(nèi)外噪聲貢獻的主要結(jié)論。艙段試驗研究對本文所得到的水下艦船內(nèi)外聲場耦合特性的主要結(jié)論在工程實用性方面提供了支撐,該試驗結(jié)果對水下艦艇結(jié)構(gòu)的聲透射預(yù)報一定的指導(dǎo)意義和工程應(yīng)用價值。

二、復(fù)雜結(jié)構(gòu)——聲場耦合系統(tǒng)的響應(yīng)和聲輻射預(yù)測(論文開題報告)

(1)論文研究背景及目的

此處內(nèi)容要求:

首先簡單簡介論文所研究問題的基本概念和背景,再而簡單明了地指出論文所要研究解決的具體問題,并提出你的論文準備的觀點或解決方法。

寫法范例:

本文主要提出一款精簡64位RISC處理器存儲管理單元結(jié)構(gòu)并詳細分析其設(shè)計過程。在該MMU結(jié)構(gòu)中,TLB采用叁個分離的TLB,TLB采用基于內(nèi)容查找的相聯(lián)存儲器并行查找,支持粗粒度為64KB和細粒度為4KB兩種頁面大小,采用多級分層頁表結(jié)構(gòu)映射地址空間,并詳細論述了四級頁表轉(zhuǎn)換過程,TLB結(jié)構(gòu)組織等。該MMU結(jié)構(gòu)將作為該處理器存儲系統(tǒng)實現(xiàn)的一個重要組成部分。

(2)本文研究方法

調(diào)查法:該方法是有目的、有系統(tǒng)的搜集有關(guān)研究對象的具體信息。

觀察法:用自己的感官和輔助工具直接觀察研究對象從而得到有關(guān)信息。

實驗法:通過主支變革、控制研究對象來發(fā)現(xiàn)與確認事物間的因果關(guān)系。

文獻研究法:通過調(diào)查文獻來獲得資料,從而全面的、正確的了解掌握研究方法。

實證研究法:依據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論和實踐的需要提出設(shè)計。

定性分析法:對研究對象進行“質(zhì)”的方面的研究,這個方法需要計算的數(shù)據(jù)較少。

定量分析法:通過具體的數(shù)字,使人們對研究對象的認識進一步精確化。

跨學(xué)科研究法:運用多學(xué)科的理論、方法和成果從整體上對某一課題進行研究。

功能分析法:這是社會科學(xué)用來分析社會現(xiàn)象的一種方法,從某一功能出發(fā)研究多個方面的影響。

模擬法:通過創(chuàng)設(shè)一個與原型相似的模型來間接研究原型某種特性的一種形容方法。

三、復(fù)雜結(jié)構(gòu)——聲場耦合系統(tǒng)的響應(yīng)和聲輻射預(yù)測(論文提綱范文)

(1)腔體結(jié)構(gòu)振動建模及聲振特性分析(論文提綱范文)

摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展概述
        1.2.1 組合板結(jié)構(gòu)振動分析研究概況
        1.2.2 結(jié)構(gòu)-聲耦合系統(tǒng)研究概況
    1.3 研究的主要內(nèi)容
第2章 組合結(jié)構(gòu)理論建模
    2.1 理論分析方法
        2.1.1 建立兩板耦合結(jié)構(gòu)理論模型
        2.1.2 改進傅里葉級數(shù)表達式
    2.2 組合結(jié)構(gòu)的求解過程
    2.3 本章小結(jié)
第3章 組合結(jié)構(gòu)動力特性分析
    3.1 組合結(jié)構(gòu)驗證
    3.2 不同板數(shù)耦合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
    3.3 邊界條件影響
    3.4 點激勵響應(yīng)驗證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 箱體結(jié)構(gòu)-聲腔耦合系統(tǒng)理論建模及其特性分析
    4.1 腔體結(jié)構(gòu)聲振建模理論
        4.1.1 模型描述
        4.1.2 結(jié)構(gòu)振動與聲場分布函數(shù)的級數(shù)表示
        4.1.3 結(jié)構(gòu)與聲腔系統(tǒng)的拉格朗日函數(shù)
        4.1.4 耦合系統(tǒng)控制方程求解
    4.2 數(shù)值計算與分析
        4.2.1 模態(tài)驗證
        4.2.2 點激勵響應(yīng)驗證
        4.2.3 聲激勵響應(yīng)驗證
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝

(2)槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)振動控制方法研究(論文提綱范文)

摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)建模與計算方法
        1.2.2 槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)振動與聲輻射特性
        1.2.3 槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)振動控制
    1.3 目前研究存在的主要問題
    1.4 主要研究內(nèi)容
第二章 槳-軸耦合系統(tǒng)建模與分析
    2.1 引言
    2.2 有限元方法
        2.2.1 結(jié)構(gòu)域有限元方法
        2.2.2 流固耦合有限元方法
    2.3 螺旋槳-軸系耦合系統(tǒng)建模與特性分析
        2.3.1 螺旋槳建模與固有振動特性分析
        2.3.2 螺旋槳-軸系系統(tǒng)建模與固有振動特性分析
    2.4 軸承參數(shù)對振動傳遞的影響研究
        2.4.1 軸承剛度對振動傳遞的影響
        2.4.2 軸承位置對振動傳遞的影響
        2.4.3 軸承數(shù)量對振動傳遞的影響
    2.5 本章小結(jié)
第三章 槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)建模與分析
    3.1 引言
    3.2 船體艉部建模與動力學(xué)分析
        3.2.1 船體艉部有限元模型建立
        3.2.2 船體艉部模態(tài)分析
    3.3 槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)建模與模態(tài)分析
        3.3.1 槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)建模
        3.3.2 槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)模態(tài)
    3.4 槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)振動傳遞特性分析
    3.5 槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)聲輻射特性分析
        3.5.1 直接邊界元法
        3.5.2 聲學(xué)計算模型的建立
        3.5.3 三向激勵下槳-軸-船艉模型聲輻射計算結(jié)果
    3.6 本章小結(jié)
第四章 槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)振動控制方法研究
    4.1 引言
    4.2 分布式動力吸振器優(yōu)化設(shè)計方法
        4.2.1 理論計算
        4.2.2 吸振器結(jié)構(gòu)設(shè)計與參數(shù)計算
        4.2.3 分布式動力吸振器參數(shù)優(yōu)化
    4.3 槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)動力吸振器優(yōu)化設(shè)計
        4.3.1 槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)理論計算
        4.3.2 吸振器位置與質(zhì)量的確定
        4.3.3 分布式動力吸振器單頻優(yōu)化
        4.3.4 分布式動力吸振器多頻全局優(yōu)化
    4.4 槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)隔振裝置控制效果分析
        4.4.1 隔振控制方案
        4.4.2 軸系對中分析
        4.4.3 控制效果分析
    4.5 槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)約束阻尼層控制效果分析
        4.5.1 約束阻尼層控制方案
        4.5.2 控制效果分析
    4.6 槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)阻振質(zhì)量控制效果分析
        4.6.1 阻振質(zhì)量控制方案
        4.6.2 阻振質(zhì)量位置對系統(tǒng)振動的影響
        4.6.3 阻振質(zhì)量重量對系統(tǒng)振動的影響
    4.7 本章小結(jié)
第五章 槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)振動控制試驗
    5.1 引言
    5.2 試驗對象與系統(tǒng)
    5.3 軸系和模型殼體固有振動特性測試
        5.3.1 固有振動特性測試測點布置
        5.3.2 系統(tǒng)固有振動特性測試結(jié)果
    5.4 配重盤激勵下的振動傳遞特性測試
        5.4.1 振動傳遞特性測試系統(tǒng)
        5.4.2 試驗臺架軸系狀態(tài)檢測
        5.4.3 系統(tǒng)振動傳遞特性測試結(jié)果
    5.5 船艉結(jié)構(gòu)振動控制測試
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 主要創(chuàng)新
    6.3 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文

(3)加筋板結(jié)構(gòu)封閉非規(guī)則聲場的耦合特性研究(論文提綱范文)

摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景意義
    1.2 非規(guī)則聲場的建模研究現(xiàn)狀
    1.3 加筋板振動的研究現(xiàn)狀
    1.4 聲振耦合研究現(xiàn)狀
    1.5 研究目的及內(nèi)容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 基于解析法的多傾斜壁面不規(guī)則聲腔聲場特性分析
    2.1 引言
    2.2 理論基礎(chǔ)
    2.3 復(fù)雜形狀聲腔自由振動特性分析
        2.3.1 聲腔形狀對固有頻率的影響
        2.3.2 聲腔形狀對模態(tài)振型的影響
    2.4 有限元結(jié)果與分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 加筋板的自由振動特性分析
    3.1 引言
    3.2 理論基礎(chǔ)
    3.3 加筋板的自由振動特性分析
        3.3.1 筋條的位置對加筋板的自由振動特性的影響
        3.3.2 筋條的數(shù)量對加筋板的自由振動特性的影響
        3.3.3 筋條的厚度對加筋板的自由振動特性的影響
        3.3.4 筋條的布置角度對加筋板的自由振動特性的影響
    3.4 加筋板的諧響應(yīng)分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 加筋板和非規(guī)則聲腔聲場間聲振耦合分析
    4.1 引言
    4.2 理論基礎(chǔ)
    4.3 聲振耦合系統(tǒng)自由振動特性分析
    4.4 聲振耦合系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 研究工作總結(jié)和展望
    展望
參考文獻
致謝
在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他科研成果

(4)列車激勵下鋼箱結(jié)合梁的振動噪聲研究(論文提綱范文)

摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 橋梁振動噪聲預(yù)測方法
        1.2.2 噪聲控制措施
        1.2.3 存在的問題
    1.3 本文的主要內(nèi)容
第2章 橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的分頻預(yù)測方法
    2.1 考慮軌道減振的車輛-軌道耦合系統(tǒng)頻域分析模型
        2.1.1 輪軌相互作用關(guān)系
        2.1.2 軌道動力分析模型
    2.2 基于FE-BE-SEA混合方法的結(jié)構(gòu)聲振預(yù)測模型
        2.2.1 有限元方法求解橋車致橋梁振動
        2.2.2 邊界元法
        2.2.3 統(tǒng)計能量法
        2.2.4 橋梁結(jié)構(gòu)噪聲全頻段預(yù)測模型
    2.3 本章小結(jié)
第3章 槽型鋼梁節(jié)段的動力特性測試與分析
    3.1 工程概況
    3.2 試驗方案
    3.3 測試結(jié)果分析
        3.3.1 錘擊上翼板
        3.3.2 錘擊右腹板
        3.3.3 錘擊底板
    3.4 數(shù)值仿真分析
        3.4.1 分析頻段的劃分
        3.4.2 有限元模型
        3.4.3 統(tǒng)計能量分析模型
        3.4.4 理論與試驗對比
    3.5 本章小結(jié)
第4章 40m鋼箱結(jié)合梁的振動噪聲分析
    4.1 橋梁概況
    4.2 車輛-軌道耦合振動分析
        4.2.1 計算參數(shù)
        4.2.2 振動傳遞特性
    4.3 基于FE-BE-SEA混合方法的聲振分析
        4.3.1 車致橋梁振動
        4.3.2 分析頻段的劃分
        4.3.3 中低頻范圍
        4.3.4 中高頻范圍
        4.3.5 全頻段噪聲預(yù)測結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第5章 40m簡支鋼箱結(jié)合梁的聲振控制
    5.1 降低輸入到橋梁的振動能量
        5.1.1 兩種典型的軌道減振方法
        5.1.2 軌道減振對橋梁振動的影響分析
        5.1.3 軌道減振對橋梁噪聲的影響分析
    5.2 抑制振動能量在橋梁中的傳遞
        5.2.1 本研究所考察的結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)
        5.2.2 板厚對橋梁振動噪聲的影響
        5.2.3 板件加勁對橋梁振動噪聲的影響
        5.2.4 橫向聯(lián)接系對橋梁振動噪聲的影響
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    主要結(jié)論
    展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果

(5)嵌有聲學(xué)黑洞的結(jié)構(gòu)振動與結(jié)構(gòu)聲研究(論文提綱范文)

摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)波動特性研究現(xiàn)狀
        1.2.2 聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)振動特性研究現(xiàn)狀
        1.2.3 聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)聲學(xué)特性研究現(xiàn)狀
        1.2.4 聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)在能量回收及其他領(lǐng)域中的應(yīng)用
    1.3 聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀總結(jié)與分析
    1.4 論文的主要研究內(nèi)容
第二章 聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)中的彎曲波傳播
    2.1 彈性板結(jié)構(gòu)中的彎曲波
        2.1.1 彎曲波的理論基礎(chǔ)
        2.1.2 波動與振動的關(guān)系
    2.2 楔形結(jié)構(gòu)中彎曲波波動方程推導(dǎo)
    2.3 聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)中彎曲波反射
        2.3.1 彎曲波反射系數(shù)
        2.3.2 聲學(xué)黑洞及阻尼層參數(shù)對彎曲波反射系數(shù)的影響
    2.4 聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)彎曲波傳播數(shù)值算例
    2.5 本章小結(jié)
第三章 層合聲學(xué)黑洞梁的動力學(xué)特性及影響機理
    3.1 層合ABH梁的動力學(xué)建模
    3.2 用于擬合層合ABH梁位移場的形函數(shù)
    3.3 層合ABH梁動力學(xué)模型精度驗證
    3.4 層合ABH梁的聲學(xué)黑洞效應(yīng)
    3.5 阻尼層及梁的中間層對系統(tǒng)動力學(xué)特性的影響
        3.5.1 阻尼層對層合ABH梁動力學(xué)特性的影響
        3.5.2 中間層對層合ABH梁動力學(xué)特性的影響
    3.6 層合ABH梁動力學(xué)特性實驗
    3.7 本章小結(jié)
第四章 嵌有二維聲學(xué)黑洞圓板的隔聲特性及影響機理
    4.1 嵌有二維聲學(xué)黑洞的圓板
    4.2 ABH圓板結(jié)構(gòu)的聲學(xué)傳遞損失
        4.2.1 透過板傳聲過程中的彎曲波
        4.2.2 聲學(xué)傳遞損失的定義
        4.2.3 板的聲學(xué)傳遞損失特性及理論預(yù)測
    4.3 ABH圓板聲學(xué)傳遞損失的聲振耦合建模
        4.3.1 聲振耦合理論基礎(chǔ)
        4.3.2 ABH圓板聲振耦合建模
    4.4 ABH圓板聲學(xué)傳遞損失分析
    4.5 實驗驗證
    4.6 ABH幾何參數(shù)和阻尼層參數(shù)對聲學(xué)傳遞損失的影響
        4.6.1 聲學(xué)黑洞直徑的影響
        4.6.2 聲學(xué)黑洞數(shù)量的影響
        4.6.3 聲學(xué)黑洞截斷厚度的影響
        4.6.4 阻尼層的影響及機理
    4.7 本章小結(jié)
第五章 嵌有二維聲學(xué)黑洞的板結(jié)構(gòu)-聲腔耦合分析
    5.1 彈性板-聲腔耦合模型及耦合方程
    5.2 聲模態(tài)理論基礎(chǔ)
    5.3 嵌有二維聲學(xué)黑洞板-聲腔耦合系統(tǒng)建模
    5.4 嵌有二維聲學(xué)黑洞板-聲腔耦合特性分析
        5.4.1 聲腔聲模態(tài)分析
        5.4.2 二維聲學(xué)黑洞板-聲腔耦合模態(tài)分析
        5.4.3 聲腔內(nèi)聲學(xué)特性分析
    5.5 阻尼層對嵌有二維ABH板-腔耦合系統(tǒng)的聲腔內(nèi)聲壓的影響
    5.6 本章小結(jié)
第六章 聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)在工程中的應(yīng)用
    6.1 風(fēng)冷式無霜冰箱結(jié)構(gòu)
    6.2 風(fēng)冷式無霜冰箱關(guān)鍵部件振動噪聲測試及分析
        6.2.1 關(guān)鍵部件聲振特性測試
        6.2.2 振動噪聲相干性測試及分析
    6.3 嵌入聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)的冰箱關(guān)鍵部件建模
    6.4 聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)對冰箱關(guān)鍵部件振動特性的影響
    6.5 本章小結(jié)
第七章 研究總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 研究展望
致謝
參考文獻
作者簡介及攻讀博士學(xué)位期間研究成果

(6)基于快速多極邊界元的聲學(xué)及聲振拓撲優(yōu)化設(shè)計(論文提綱范文)

摘要
ABSTRACT
主要符號說明
特殊函數(shù)符號定義
專業(yè)名詞縮寫
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 結(jié)構(gòu)振動輻射聲場分析
        1.2.2 無限大聲場數(shù)值分析
        1.2.3 聲學(xué)邊界元法
        1.2.4 有限元和邊界元耦合分析
        1.2.5 結(jié)構(gòu)聲學(xué)優(yōu)化及聲學(xué)靈敏度分析
    1.3 現(xiàn)有研究存在問題
    1.4 本文研究目標及內(nèi)容安排
第2章 常規(guī)聲學(xué)邊界元
    2.1 引言
    2.2 控制微分方程
    2.3 聲學(xué)邊界元
        2.3.1 邊界積分方程
        2.3.2 聲散射問題
        2.3.3 解的非唯一性問題
        2.3.4 角點問題
        2.3.5 邊界積分方程離散
        2.3.6 常用單元類型
        2.3.7 數(shù)值積分及奇異積分處理
    2.4 數(shù)值算例與結(jié)果分析
        2.4.1 無限長圓柱體脈動輻射聲場分析
        2.4.2 無限長圓柱剛性散射聲場分析
        2.4.3 脈動球和振動球的輻射聲場分析
        2.4.4 剛性球面散射聲場分析
        2.4.5 解的非唯一性問題及Burton-Miller方法考察
    2.5 本章小結(jié)
第3章 快速多極聲學(xué)邊界元
    3.1 引言
    3.2 響應(yīng)分析的快速多極邊界元
        3.2.1 二維快速多極算法
        3.2.2 自適應(yīng)樹結(jié)構(gòu)
        3.2.3 三維快速多極算法
    3.3 伴隨問題的快速多極算法
        3.3.1 二維問題
        3.3.2 三維問題
    3.4 數(shù)值算例與結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于有限元和邊界元的聲振耦合分析
    4.1 引言
    4.2 有限元和邊界元耦合分析
        4.2.1 結(jié)構(gòu)有限元分析
        4.2.2 聲場邊界元分析
        4.2.3 有限元和邊界元耦合
    4.3 聲輻射模態(tài)分析
        4.3.1 聲輻射模態(tài)
        4.3.2 非負聲強(Non-Negative Intensity)
    4.4 輻射阻尼
    4.5 瑞利積分方程
    4.6 數(shù)值算例與結(jié)果分析
        4.6.1 彈性球殼在單點激勵作用下的響應(yīng)分析
        4.6.2 水下復(fù)雜圓柱殼振動輻射分析
        4.6.3 四邊固支板受迫振動下的聲輻射分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 基于有限元和邊界元的聲振耦合系統(tǒng)拓撲優(yōu)化
    5.1 引言
    5.2 基于有限元和邊界元的聲振耦合系統(tǒng)拓撲優(yōu)化
        5.2.1 聲振耦合系統(tǒng)拓撲優(yōu)化模型
        5.2.2 材料插值模型
        5.2.3 聲學(xué)靈敏度分析
        5.2.4 目標函數(shù)定義
        5.2.5 優(yōu)化求解過程
    5.3 基于混合有限元和邊界元的聲振耦合系統(tǒng)拓撲優(yōu)化
        5.3.1 混合有限元和邊界元耦合分析
        5.3.2 材料插值模型
        5.3.3 聲學(xué)靈敏度分析
    5.4 數(shù)值算例與結(jié)果分析
        5.4.1 水下圓柱殼彈性材料分布優(yōu)化
        5.4.2 水下立方殼彈性材料分布優(yōu)化
        5.4.3 水下復(fù)雜圓柱殼彈性材料分布優(yōu)化
        5.4.4 基于非負聲強的約束阻尼層分布優(yōu)化
    5.5 本章小結(jié)
第6章 基于聲學(xué)邊界元的結(jié)構(gòu)表面阻抗條件優(yōu)化
    6.1 引言
    6.2 多孔吸聲材料模型
    6.3 基于聲學(xué)邊界元的結(jié)構(gòu)表面吸聲材料的分布優(yōu)化
        6.3.1 優(yōu)化問題定義
        6.3.2 導(dǎo)納插值模型
        6.3.3 聲學(xué)靈敏度分析
        6.3.4 目標函數(shù)定義
    6.4 數(shù)值算例與結(jié)果分析
        6.4.1 二維聲屏障表面吸聲材料分布優(yōu)化
        6.4.2 單個圓柱體表面吸聲材料分布優(yōu)化
        6.4.3 二維汽車橫截面表面吸聲材料分布優(yōu)化
        6.4.4 多個圓柱體表面吸聲材料分布優(yōu)化
    6.5 本章小結(jié)
第7章 工作總結(jié)與研究展望
    7.1 工作內(nèi)容總結(jié)
    7.2 工作創(chuàng)新點總結(jié)
    7.3 研究展望
參考文獻
附錄A 常用非連續(xù)單元類型插值形函數(shù)
    A.1 二維線型單元形函數(shù)
    A.2 四邊形面單元形函數(shù)
    A.3 三角形面單元形函數(shù)
附錄B 二維邊界元奇異積分
    B.1 相同奇異函數(shù)定義
    B.2 特殊函數(shù)奇異積分推導(dǎo)
附錄C 典型算例理論解推導(dǎo)
    C.1 無限長剛性圓柱體聲散射
        C.1.1 無限長剛性圓柱體平面波聲散射
        C.1.2 無限長剛性圓柱體點聲源聲散射
    C.2 脈動球聲輻射
    C.3 振動球聲輻射
    C.4 剛性球面聲散射
        C.4.1 剛性球面平面波聲散射
        C.4.2 剛性球面點聲源聲散射
附錄D Non-Negative Intensity中對稱矩陣平方根推導(dǎo)
附錄E 二維快速多極邊界元系數(shù)傳遞和轉(zhuǎn)化推導(dǎo)
    E.1 多極展開系數(shù)的傳遞(M2M)
    E.2 多極展開系數(shù)向局部展開系數(shù)的轉(zhuǎn)化(M2L)
    E.3 局部展開系數(shù)的傳遞(L2L)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果

(7)聲學(xué)超材料-聲腔耦合系統(tǒng)振-聲學(xué)特性研究(論文提綱范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 聲學(xué)超材料振聲學(xué)建模與帶隙計算方法研究
        1.2.2 聲學(xué)超材料振聲學(xué)特性與抑振隔聲機理研究
        1.2.3 聲學(xué)超材料輕量化與新概念聲學(xué)超材料設(shè)計
    1.3 本文的研究內(nèi)容
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
        1.3.3 章節(jié)安排
第二章 聲學(xué)超材料-聲腔耦合系統(tǒng)振-聲學(xué)特性能量解法
    2.1 分析需求與建模思路
    2.2 耦合系統(tǒng)的層級化能量泛函
        2.2.1 單一元胞
        2.2.2 有限結(jié)構(gòu)
        2.2.3 聲固耦合
    2.3 邊界條件的施加與模型求解
        2.3.1 周期邊界條件
        2.3.2 經(jīng)典邊界條件
        2.3.3 系統(tǒng)模型求解
    2.4 數(shù)值算例與結(jié)果分析
        2.4.1 “單層板附加單共振單元元胞”算例
        2.4.2 “含規(guī)則矩形聲腔的耦合系統(tǒng)”算例
        2.4.3 “含復(fù)雜異形聲腔的耦合系統(tǒng)”算例
    2.5 本章小結(jié)
第三章 聲學(xué)超材料-聲腔耦合系統(tǒng)的確定性振-聲學(xué)特性
    3.1 聲學(xué)超材料-聲腔耦合系統(tǒng)及其分析思路
        3.1.1 典型耦合系統(tǒng)及分析思路
        3.1.2 輻射聲功率及聲透射損失
    3.2 “單板背腔”耦合系統(tǒng)的振-聲學(xué)特性分析
        3.2.1 模態(tài)分析與帶隙設(shè)計
        3.2.2 平板受到集中力激勵
        3.2.3 聲腔受到點聲源激勵
    3.3 “雙板夾腔”耦合系統(tǒng)的振-聲學(xué)特性分析
        3.3.1 聲透射損失分析與帶隙設(shè)計
        3.3.2 耦合系統(tǒng)隔聲性能基本規(guī)律
        3.3.3 耦合系統(tǒng)隔聲性能增強策略
    3.4 本章小結(jié)
第四章 聲學(xué)超材料-聲腔耦合系統(tǒng)的局部不確定性分析
    4.1 不確定性分析的必要性與難點
    4.2 局部不確定性量化與傳遞分析方法
        4.2.1 區(qū)域分解與不確定性量化
        4.2.2 局部攝動與不確定性傳遞
    4.3 數(shù)值算例與結(jié)果分析
        4.3.1 能帶結(jié)構(gòu)的不確定分析
        4.3.2 頻響函數(shù)的不確定分析
        4.3.3 局域不確定性分析效率
    4.4 本章小結(jié)
第五章 聲學(xué)超材料-聲腔耦合系統(tǒng)的振-聲學(xué)試驗研究
    5.1 懸臂梁式共振單元設(shè)計與分析
    5.2 “單板背腔”耦合系統(tǒng)試驗分析
        5.2.1 模型與試驗設(shè)計
        5.2.2 試驗結(jié)果與分析
    5.3 “雙板夾腔”耦合系統(tǒng)試驗分析
        5.3.1 模型與試驗設(shè)計
        5.3.2 試驗結(jié)果與分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 基于聲學(xué)超材料的直升機駕駛艙降噪綜合應(yīng)用
    6.1 面向艙室噪聲控制的聲學(xué)超材料設(shè)計指南
        6.1.1 聲學(xué)超材料的設(shè)計流程
        6.1.2 局域共振單元設(shè)計原則
    6.2 慣性放大懸臂梁式共振單元及其帶隙特性
        6.2.1 慣性放大懸臂梁式共振單元
        6.2.2 共振頻率的數(shù)值分析與驗證
        6.2.3 慣性放大共振單元帶隙特性
    6.3 基于聲學(xué)超材料的直升機駕駛艙噪聲控制
        6.3.1 建模與噪聲控制思路
        6.3.2 附加普通懸臂梁式共振單元
        6.3.3 附加慣性放大懸臂梁式共振單元
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 全文工作總結(jié)
    7.2 論文主要創(chuàng)新
    7.3 未來工作展望
參考文獻
附錄
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文、參與的項目

(8)面向振動和聲學(xué)響應(yīng)的自由阻尼結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化(論文提綱范文)

中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 阻尼結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 阻尼結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化方法研究現(xiàn)狀
        1.2.3 結(jié)構(gòu)-聲場耦合系統(tǒng)拓撲優(yōu)化研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要內(nèi)容
2 基于密度梯度的變密度拓撲優(yōu)化過濾方法
    2.1 引言
    2.2 變密度拓撲優(yōu)化方法
        2.2.1 SIMP插值模型
        2.2.2 結(jié)構(gòu)柔順度最小拓撲優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        2.2.3 優(yōu)化準則法
    2.3 數(shù)值過濾方法
        2.3.1 密度過濾法
        2.3.2 基于密度梯度的修正密度過濾法
    2.4 數(shù)值驗證
        2.4.1 數(shù)值模型
        2.4.2 影響因子分析
        2.4.3 優(yōu)化結(jié)果對比
    2.5 本章小結(jié)
3 自由阻尼結(jié)構(gòu)減振拓撲優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 自由阻尼結(jié)構(gòu)有限元模型
        3.2.1 自由阻尼結(jié)構(gòu)單元基本假設(shè)和變形協(xié)調(diào)關(guān)系
        3.2.2 自由阻尼結(jié)構(gòu)動力學(xué)方程
        3.2.3 模型驗證
    3.3 綜合模態(tài)損耗因子
        3.3.1 模態(tài)損耗因子
        3.3.2 有效模態(tài)質(zhì)量
        3.3.3 基于有效模態(tài)質(zhì)量的綜合模態(tài)損耗因子
    3.4 自由阻尼結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化
        3.4.1 自由阻尼結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化模型
        3.4.2 靈敏度分析
        3.4.3 優(yōu)化方法步驟
    3.5 數(shù)值仿真
        3.5.1 修正密度過濾法的過濾效果分析
        3.5.2 綜合模態(tài)損耗因子優(yōu)化結(jié)果分析
        3.5.3 自由阻尼板諧響應(yīng)分析
    3.6 本章小結(jié)
4 基于有限元-波函數(shù)法的自由阻尼板-聲場耦合系統(tǒng)拓撲優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 自由阻尼板有限元-聲學(xué)波函數(shù)法混合建模
        4.2.1 聲學(xué)波函數(shù)法
        4.2.2 耦合系統(tǒng)混合有限元-波函數(shù)模型
    4.3 自由阻尼結(jié)構(gòu)-聲場耦合系統(tǒng)拓撲優(yōu)化
        4.3.1 耦合系統(tǒng)拓撲優(yōu)化模型
        4.3.2 靈敏度分析
        4.3.3 自由阻尼結(jié)構(gòu)-聲場耦合系統(tǒng)拓撲優(yōu)化方法步驟
    4.4 數(shù)值仿真
        4.4.1 結(jié)構(gòu)-聲場耦合系統(tǒng)響應(yīng)分析
        4.4.2 混合有限元-波函數(shù)模型收斂性分析
        4.4.3 基于混合有限元-波函數(shù)模型的拓撲優(yōu)化結(jié)果分析
    4.5 實驗驗證
        4.5.1 實驗?zāi)P椭苽?/td>
        4.5.2 實驗系統(tǒng)搭建
        4.5.3 實驗結(jié)果及分析
    4.6 本章小結(jié)
5 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
附錄
    A.作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
    B.作者在攻讀學(xué)位期間參加的科研項目
    C.學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝

(9)車內(nèi)結(jié)構(gòu)耦合噪聲的預(yù)測分析及多目標優(yōu)化(論文提綱范文)

摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 車內(nèi)結(jié)構(gòu)低頻耦合噪聲研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國外研究現(xiàn)狀
    1.3 徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型于工程中應(yīng)用
    1.4 論文主要研究內(nèi)容與思路
第二章 車身聲-固耦合模型的建立與模態(tài)分析
    2.1 模態(tài)理論的推導(dǎo)
        2.1.1 結(jié)構(gòu)模態(tài)理論
        2.1.2 聲腔模態(tài)理論
        2.1.3 聲-固耦合模態(tài)理論
    2.2 車身結(jié)構(gòu)有限元模型的創(chuàng)建與模態(tài)分析
        2.2.1 整車車身結(jié)構(gòu)有限元模型建立
        2.2.2 車身結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
    2.3 車室聲腔有限元模型創(chuàng)建與模態(tài)分析
        2.3.1 車室聲腔有限元模型的建立
        2.3.2 聲腔模態(tài)計算與分析
    2.4 整車聲-固耦合有限元建模與模態(tài)分析
        2.4.1 整車聲固耦合有限元模型的建立
        2.4.2 整車聲固耦合模型模態(tài)分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 車室結(jié)構(gòu)低頻噪聲預(yù)測分析與板件聲學(xué)貢獻量分析
    3.1 車室噪聲產(chǎn)生機理
        3.1.1 車內(nèi)噪聲傳遞路徑分析
        3.1.2 板件振動輻射聲理論
        3.1.3 車身結(jié)構(gòu)板件內(nèi)部聲壓計算
    3.2 車室結(jié)構(gòu)耦合噪聲響應(yīng)預(yù)測分析
        3.2.1 耦合聲學(xué)有限元法
        3.2.2 車內(nèi)目標點的聲學(xué)響應(yīng)計算
        3.2.3 車內(nèi)聲場分布分析
    3.3 車身板件聲學(xué)響應(yīng)貢獻量分析
        3.3.1 板件聲學(xué)貢獻量原理
        3.3.2 車室板件的劃分
        3.3.3 板件聲學(xué)貢獻量計算
        3.3.4 板件綜合聲學(xué)貢獻量
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近似模型建立
    4.1 基本原理概述
        4.1.1 近似模型
        4.1.2 試驗設(shè)計方法
    4.2 徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建
        4.2.1 徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)
        4.2.2 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法
        4.2.3 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的優(yōu)點
    4.3 樣本點數(shù)據(jù)采集
        4.3.1 空間內(nèi)設(shè)計變量因子
        4.3.2 目標響應(yīng)計算
    4.4 基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法近似模型構(gòu)建
        4.4.1 近似模型的建立
        4.4.2 輸入因子對響應(yīng)的三維模型
        4.4.3 誤差分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于NSGA-II算法的車身結(jié)構(gòu)多目標優(yōu)化
    5.1 NSGA-II算法
        5.1.1 Pareto最優(yōu)解與Pareto支配關(guān)系
        5.1.2 NSGA-II算法尋優(yōu)流程
        5.1.3 快速非支配排序與擁擠度
    5.2 車身板件厚度優(yōu)化
        5.2.1 問題描述
        5.2.2 板件厚度的優(yōu)化計算
        5.2.3 優(yōu)化結(jié)果
        5.2.4 優(yōu)化響應(yīng)的誤差分析
    5.3 分析優(yōu)化前后結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄A 發(fā)動機激勵載荷數(shù)據(jù)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果

(10)水下圓柱殼內(nèi)外聲場耦合特性研究(論文提綱范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 圓柱殼振動與聲透射理論
    1.3 圓柱殼振動與聲透射的影響因素
        1.3.1 激勵方式對聲彈性耦合的影響
        1.3.2 封閉內(nèi)聲場結(jié)構(gòu)與殼體的耦合
    1.4 殼體噪聲傳遞與預(yù)報方法
    1.5 論文主要研究內(nèi)容
第2章 圓柱殼內(nèi)外聲場的噪聲傳遞特性分析
    2.1 引言
    2.2 圓柱殼內(nèi)部聲場特性分析
        2.2.1 簡正模態(tài)密度分析
        2.2.2 低頻段的簡正模式理論
        2.2.3 中高頻段的擴散聲場
    2.3 圓柱殼結(jié)構(gòu)聲振特性分析
        2.3.1 薄殼理論
        2.3.2 殼體結(jié)構(gòu)板模型近似
    2.4 圓柱殼噪聲傳遞特性分析
        2.4.1 殼體結(jié)構(gòu)低頻噪聲傳遞特性
        2.4.2 殼體結(jié)構(gòu)中高頻噪聲傳遞特性
    2.5 本章小結(jié)
第3章 復(fù)雜激勵下圓柱殼內(nèi)外聲場特性分析
    3.1 引言
    3.2 力源激勵下圓柱殼內(nèi)外聲場特性
        3.2.1 力激勵的不同作用形式
        3.2.2 力激勵下圓柱殼聲振特性分析
        3.2.3 力激勵的作用形式對圓柱殼內(nèi)外聲場的影響
    3.3 聲源激勵下圓柱殼內(nèi)外聲場特性
        3.3.1 聲激勵的不同作用形式
        3.3.2 聲激勵下圓柱殼聲振特性分析
        3.3.3 聲激勵的作用形式對圓柱殼內(nèi)外聲場的影響
    3.4 多源激勵下圓柱殼內(nèi)外噪聲貢獻規(guī)律分析
        3.4.1 多力源激勵下殼體的聲振特性
        3.4.2 多聲源激勵下殼體的聲振特性
        3.4.3 混合激勵下殼體內(nèi)外噪聲的貢獻規(guī)律分析
    3.5 體積源對圓柱殼內(nèi)外聲場的影響
        3.5.1 體積源激勵下的殼體聲振模型
        3.5.2 體積源對殼體內(nèi)外聲場的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 非規(guī)則內(nèi)部空間圓柱殼的內(nèi)外聲場特性分析
    4.1 引言
    4.2 非規(guī)則封閉空間聲場建模
        4.2.1 聲彈性理論
        4.2.2 集成模態(tài)法
    4.3 非規(guī)則內(nèi)部空間殼體的聲振模型
        4.3.1 殼體振動方程
        4.3.2 集中質(zhì)量彈簧系統(tǒng)
        4.3.3 非規(guī)則內(nèi)聲場模型
        4.3.4 聲振耦合方程組
    4.4 非規(guī)則內(nèi)部空間殼體的聲振特性分析
        4.4.1 內(nèi)部聲場特性分析
        4.4.2 圓柱殼振動特性分析
        4.4.3 外輻射聲場特性分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 艙段模型內(nèi)外聲場特性與輻射噪聲預(yù)報試驗
    5.1 引言
    5.2 試驗概況
    5.3 復(fù)雜激勵下的艙段模型聲振特性試驗
        5.3.1 不同激勵下內(nèi)聲場結(jié)果分析
        5.3.2 不同激勵下殼體振動結(jié)果分析
        5.3.3 不同激勵下輻射噪聲結(jié)果分析
        5.3.4 混合激勵下內(nèi)外噪聲貢獻結(jié)果分析
    5.4 基于艙段模型內(nèi)聲場監(jiān)測的外輻射噪聲預(yù)報試驗
        5.4.1 艙段模型噪聲傳遞函數(shù)結(jié)果分析
        5.4.2 艙段模型輻射噪聲預(yù)報結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝

四、復(fù)雜結(jié)構(gòu)——聲場耦合系統(tǒng)的響應(yīng)和聲輻射預(yù)測(論文參考文獻)

  • [1]腔體結(jié)構(gòu)振動建模及聲振特性分析[D]. 劉孔超. 東北電力大學(xué), 2021(09)
  • [2]槳-軸-船艉耦合系統(tǒng)振動控制方法研究[D]. 蔣圣鵬. 上海交通大學(xué), 2020(01)
  • [3]加筋板結(jié)構(gòu)封閉非規(guī)則聲場的耦合特性研究[D]. 邱正威. 江蘇大學(xué), 2020(02)
  • [4]列車激勵下鋼箱結(jié)合梁的振動噪聲研究[D]. 阮靈輝. 西南交通大學(xué), 2020(07)
  • [5]嵌有聲學(xué)黑洞的結(jié)構(gòu)振動與結(jié)構(gòu)聲研究[D]. 杜曉飛. 東南大學(xué), 2020(02)
  • [6]基于快速多極邊界元的聲學(xué)及聲振拓撲優(yōu)化設(shè)計[D]. 趙文暢. 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué), 2019(02)
  • [7]聲學(xué)超材料-聲腔耦合系統(tǒng)振-聲學(xué)特性研究[D]. 米永振. 上海交通大學(xué), 2019(06)
  • [8]面向振動和聲學(xué)響應(yīng)的自由阻尼結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化[D]. 吳彼. 重慶大學(xué), 2019(01)
  • [9]車內(nèi)結(jié)構(gòu)耦合噪聲的預(yù)測分析及多目標優(yōu)化[D]. 周龍龍. 重慶交通大學(xué), 2019(06)
  • [10]水下圓柱殼內(nèi)外聲場耦合特性研究[D]. 張睿. 哈爾濱工程大學(xué), 2019(04)

標簽:;  ;  ;  ;  ;  

復(fù)雜結(jié)構(gòu) - 聲場耦合系統(tǒng)的響應(yīng)和聲輻射預(yù)測
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